北京市景观格局分析及生态网络空间优化研究

发布时间：2020-06-02 02:19

【摘要】：快速的城市化和交通网络建设导致了生物栖息地的日益破碎化,景观之间的连通性不断降低。生态网络的构建不仅可以提升景观破碎化严重区域的连通性,同时对于生物多样性的保护具有显著意义。本文以北京市为研究对象,采用2007年和2017年北京市地表覆盖数据为主要数据源,利用Fragstats软件计算研究区相关景观指数,对北京市十年来景观格局及其变化开展定量分析。在此基础上,针对北京市2017年生态格局现状,综合考虑地表覆盖类型、坡度、高程、道路等因素对物种迁移的影响,基于最小成本距离构建北京市潜在生态廊道,并分析其景观结构,运用空间连接度评价分析法对生态网络结构进行分析评价,并对区域生态网络的生态源、生态廊道和生态节点划分等级,识别生态断裂点,最后对区域生态网络结构空间优化提出对策和建议。本研究成果可为北京市生态网络的构建和优化提供科学依据,同时为其它城市生态网络构建提供借鉴和参考,为政府及规划相关部门提供决策支持。主要成果如下:(1)从2007-2017年北京市地表覆盖动态变化来看,北京市城市化水平显著提高。建设用地面积增加较多,主要集中在大兴区、通州区、顺义区和昌平区;林地增加主要集中在通州区、大兴区、顺义区等;除东城区和西城区外,其它行政区范围内耕地面积发生明显减少,主要集中在通州区、大兴区、顺义区等地区,反映了北京市近10年来的城市化进程对耕地的大规模侵占。从2007-2017年北京市景观格局变化趋势来看,各景观类型的斑块密度均有所增加,表明区域景观破碎化程度增加,使得北京市景观斑块更加破碎化。(2)本文选取北京市214个生态源斑块,主要包括地质公园、风景名胜区、森林公园、自然文化保护区和自然文化遗产,综合考虑水系、坡度、高程、地表覆盖、道路五个因素对物种迁徙的影响构建阻力面,北京市综合阻力面成本值呈现中间高四周低,其中东城区和西城区景观平均成本值较高。在此基础上,利用最小成本距离模型生成的潜在生态廊道有657条,生态节点有827个,叠加主体功能区数据构建北京市生态网络体系。(3)从生态源形状指数来看,研究区中部生态源形状指数较大,而外围山区西部和东北地区形状指数较低;从生态源度数来看,一级生态源地生态源度数较大,说明其被生态廊道穿过数量较多,也同时说明该生态源地与外界的联系更为紧密;从生态廊道综合指数强弱分布来看,研究区连通性较弱的生态廊道主要分布在北京市西部和东南部,连通性处于中等水平的生态廊道集中分布在南部地区,连通性较强的生态廊道主要位于中部和东北部地区。将区域生态要素划分成三个等级,其中一级生态源地、一级生态廊道和一级生态节点具有较强的空间连通性,生态功能居于主导地位;二级和三级生态要素空间连通性仍需继续加强优化;最后识别出研究区内共有511个生态断裂点。(4)对生态源优化时应遵循“以大型斑块为主,小型斑块为辅”的原则,两者互相配合互相补充,并对生态源斑块设置1500m的缓冲距离,使其与四周生态斑块联系更为紧密;对生态廊道设置1000m的服务范围,形成一个较为合理协调的城市生态网络体系;采取生态节点盲区识别的方法,完成对生态源节点和生态节点的优化;为区域与城市可持续发展划定生态框架,最后提出“一心一环,二横六轴”的生态网络架构。
【图文】：

示意图,最小成本,欧式距离,示意图

图 1-1 欧式距离（a）和最小成本距离（b）示意图Figure1-1 Schematics diagram of euclidean (a) and least cost distance (b)（2）定量化评价生态网络方法研究进展目前，构建生态网络主要有两种方法：通过观测动物、植物种子扩散范围等路径，结合模型构建网络[57-60]；基于地理空间分析技术，利用最小成本距离模型来构建生态网络[61-65]。通过处理景观单元的垂直和水平生态过程，可以实现生态网络的构建，能够科学定位廊道的位置，但是无法辨别出廊道的重要性和网络结构的优劣，划分出廊道保护的重要等级，因此需要对生态网络进行定量化分析，其方法主要有以下几种。1）基于调查的实证分析方法1997 年，Pressy 等通过观察物种在研究区内出现的概率，来判断物种选择某斑块作为适宜生境的可能性大小，基于此评价网络的生态功能。不过该方法没有考虑到景观要素的空间联系，所以不适宜评价存在异质种群动态景观的生态网络[66]。虽然 1994 年，Hanski 在应用该方法过程中考虑到景观要素的空间联系，但却不适于评价破碎化特别严重的景观类型[67]。

区位,环渤海区域,幽州

区概况（The General Situation of Study Area）然地理概况位于北纬 39°56′，东经 116°20′，地处华北平原向高原的过渡地带，东部与天津市毗邻，其余与河北省交射环渤海区域的对外窗口和发展前沿（如图 2-1）。地势和北部系太行山脉和燕山山脉，东南部缓缓向渤海倾斜。厚的地理位置，自古以来这里是沟通我国中原地区和东纽。诚如古人所言：“幽州之地，左环沧海，右拥太行，诚天府之国”。区面积为 10418 平方公里，，约占全市总面积的 62%，西海拔高度 2303 米，平均海拔为 43.5 米；平原面积占总面典型温带半湿润气候区，四季变化显著，冬春季节降水较雨较多且气温较高；常年平均气温在 8℃-12℃之间。年均水季节分配很不均匀，70%的降雨集中在 7、8、9 三个
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU984.2

【参考文献】